探析±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)常見故障和運行檢修技術

周榮

摘要：隨著我國綜合國力的不斷提升，在電網(wǎng)中±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)的建設規(guī)模不斷擴大，有效提升電力輸送質量和效率，但其中也存在大量的故障問題對系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行產生影響，因此需要積極采取相應的運行檢修技術降低故障的發(fā)生概率，實現(xiàn)電力高效運輸。

關鍵詞：特高壓;輸電系統(tǒng);常見故障;運行檢修

1雷擊故障和防治措施

在±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)中常見的雷擊故障為雷電繞擊，雷電的最大電流幅值-69.8KA，低于±800kV特高壓直流系統(tǒng)耐雷水平。

對于雷擊故障的防治措施應當從以下方面著手：首先，因為±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)線路的跨度較大，對于部分區(qū)段的走廊雷電參數(shù)沒有加以充分的掌握，則可以按照實際情況和路徑設置雷電觀戰(zhàn)，借助定位系統(tǒng)對每年度的雷電電流強度、落雷分布進行統(tǒng)計，分析對線路存在的影響規(guī)律，了解雷擊和電流強度、線路以及地形間存在的關系，尋找雷區(qū)易擊桿塔、易擊段，展開±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)雷擊閃絡相關風險，明確差異技術。另外，根據(jù)現(xiàn)階段我國已經(jīng)投入運行的±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)雷擊故障發(fā)生規(guī)律，因為負極性雷造成線路的正極性出現(xiàn)故障比例比較大。對±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)進行設計時，需要對正極性側的防雷設計加以優(yōu)化，例如，將正極性線路靠近山坡設計，借助不平衡絕緣增加正極性側的絕緣子串的干弧距離。并設置可控放性避雷針。通過該類型的避雷針具有向上迎面特性，引發(fā)雷閃放電，對雷擊所產生的電荷加以有效中和、攔截，從而達到保護電力系統(tǒng)的效果。當接地電阻具有保障措施時，通過該類型避雷針可以有效保護桿塔前側、后側線路受到雷電繞擊[1]。同時，因為安裝方便、造價比較低，因此得到廣泛的應用。但是保護范圍較小，只適用于低電阻、小檔距桿塔。再次，可以通過降低桿塔的接地電阻措施。雖然±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)受過雷擊故障的概率較低，但是對桿塔耐雷擊水平進行分析，部分桿塔的接地電阻即使符合設計要求，但是仍然存在較大的可能發(fā)生雷擊事故。通過減小桿塔的接地電阻，能夠增加耐雷水平相關指數(shù)。在設置有避雷針、易發(fā)生雷擊的塔位應當適當減小桿塔的接地電阻。最后，通過設置線路避雷器保護措施提升防雷擊性能?，F(xiàn)階段在±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)中最佳防雷措施便是設置避雷器。在部分±500kV特高壓直流輸電系統(tǒng)已經(jīng)加以試驗應用，并表現(xiàn)出顯著的效果，雖然措施效果較佳，但是安裝程度較為復雜，造價較高，大規(guī)模推廣應用受到一定的限制。當前在±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)中對于避雷器的應用還處于探索階段，首批產品正式投入應用應當安裝于特殊塔位，并對運行數(shù)據(jù)加以實時監(jiān)測，為避雷器的優(yōu)化使用和推廣使用奠定基礎。

2山火故障和防治措施

因為承擔±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)線路兩極間和極對地絕緣任務主要為空氣，當空氣溫度至727℃時，將呈現(xiàn)為熱游離狀態(tài)，在輸電系統(tǒng)現(xiàn)場山火溫度達到1000℃，樹木和導線之間存在不均勻地電場，兩極之間的電荷數(shù)量劇烈增加，火勢強，燃燒的時間也越久，電荷的增量也越大。導線加熱之后，電子呈現(xiàn)為游離狀態(tài)。如果電荷達到一定程度則將導致電場出現(xiàn)強烈畸變情況，大量的空間負荷生成光子導致光游離，并在局部電場內產生電子崩，電子崩和主電子崩相聚產生流注，構成低場強、高電導負向導通道，徹底破壞空氣絕緣。當輸電線路周圍的樹木，尤其是松樹出現(xiàn)燃燒情況將產生大量的煙塵顆粒，吸附在線路上，形成有助于負向導的通達，最終造成線路跳閘。由于山火造成線路對樹木產生放電情況的主要形式為間隙放電，超過±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)運行中導線對樹木垂直距離、高強度山火導致此過程更容易發(fā)生。

對于山火故障的防治首先在進行±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)架設時應當盡可能地避免灌木叢生集中區(qū)域，保證線路和灌木的水平距離超過100m。線路運行過程中需要加強巡視，并按照巡視情況對塔基周圍雜物進行及時的清理，制定季度、年度清理計劃，將周圍蕨類、植物、雜草、灌木、樹木進行清理和修整，在天氣較為干燥、炎熱的季節(jié)加強清障次數(shù)，避免山火發(fā)生概率。另外，經(jīng)濟條件、地理條件允許的情況下，林業(yè)部門

應當積極配合設置防火帶，對于防火帶的設置應當按照相關要求進行，在容易發(fā)生山火的區(qū)域種植防火林帶樹種，構建15m至20m防火帶。按照±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)線路架設區(qū)域生產規(guī)律、氣候條件、地勢地形展開防山火措施[2]。在山火頻發(fā)時期，滾動巡視，并布置瞭望哨加以觀察，配置專人進行蹲守。最后，設置在線監(jiān)測系統(tǒng)，借助遙感技術，對走廊的周邊可能發(fā)生的火源進行實時監(jiān)控，當出現(xiàn)異常升溫情況，應當及時啟動預案對山火加以處置。

3設備質量防治措施

設備自身質量因素所導致的故障類型包括地線耐張線出現(xiàn)夾斷裂、鋁管硬跳線滑移隱患以及地線懸垂線夾斷裂等。對于設備質量缺陷故障的防治首先在設計使用新型設備時，應當避免盲目套用或者參照使用其他項目設計方案，應當在結構計算、概念設計以及構造措施基礎上，借助圖紙設計、多次試驗、放樣加工，并通過認證和質檢后正式投入使用，不然將導致大規(guī)模的缺陷，對電網(wǎng)的安全運行產生影響。嚴格按照設計監(jiān)造要求標準，全面管控產品用料質量、成型以及出廠檢驗，避免質量不合格的產品流入市場，并應用于±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)建設中。另外，在項目的驗收階段，需要詳細查驗設備本體和通道環(huán)境，嚴格檢查新型設備的使用情況和運行狀態(tài)，在電網(wǎng)正式運行前發(fā)現(xiàn)線路中存在的安全隱患和故障問題，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。最后，在運維階段需要加強巡檢力度，借助紅外、無人機、直升機等設備對設備運行過程中存在的故障問題加以及時地發(fā)現(xiàn)，并采取相應的措施對故障問題進行處理，確保電網(wǎng)穩(wěn)定、安全運行。

4±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)故障的防治措施

隨著時間的推移，電力系統(tǒng)中存在的安全隱患逐漸凸顯，導致系統(tǒng)出現(xiàn)運行故障的因素也逐漸增多。包括異物、機械外破、舞動、冰害、風害、樹線放電以及地質災害等。為確保電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行，國家電網(wǎng)對其中存在的影響因素加以全面分析并提出管理理念和風險評估標準。對于±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)故障問題的防治需要從設備主體、管理機制、通道環(huán)境、人員配置以及工具配置等方面著手：第一，對通道中線間距離、線路回數(shù)、耐張端的長度、絕緣配置、桿塔形式、交叉跨越以及導線對地的距離存在隱患加以全面排查;第二，對線路運行區(qū)段的地理環(huán)境、氣候條件、污染源頭、主要植被、雷電參數(shù)、機械施工、山火區(qū)域等可能對線路穩(wěn)定運行產生影響的因素加以排除[3];第三，在管理方面，需要對以往管理中存在的問題加以細致統(tǒng)計，總結經(jīng)驗，構建風險因素排查制度、評估制度、構建動態(tài)隱患臺賬，明確故障問題處理措施于流程，加強運維檢修，對存在的故障問題加以及時的處理;第四，加強人員培訓，并配置專業(yè)的檢修工具，確保電力運維檢修工作的有效開展。

總結

綜上所述，在±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)中存在大量的因素對電力系統(tǒng)運行狀態(tài)產生影響，因此，需要對系統(tǒng)中常見的故障問題加以統(tǒng)計總結，明確相關問題的處理措施。在系統(tǒng)中常見的故障問題包括雷擊故障、山火問題、設備自身質量問題等，對于以上問題的處理應當積極借助新技術、新設備以及加強人員你綜合素質提升，從而實現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。

參考文獻

[1]李虎安.±800kV特高壓直流輸電線路雷擊特性分析[J].通訊世界，2016（23）：102-103.

[2]曲偉國.±800kV特高壓直流輸電線路絕緣問題研究[J].企業(yè)科技與發(fā)

展，2019（12）.